
圖:荷蘭核研究咨詢集團(tuán)于2019年完成首次熔鹽核燃料輻射測(cè)試。
自從1940年代,二次大戰(zhàn)之后,核技術(shù)迅速發(fā)展。除了核武器之后,核能發(fā)電也被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)核發(fā)電是利用鈾元素作燃料的壓水式反應(yīng)爐,其運(yùn)作原理是當(dāng)核裂變發(fā)生時(shí),一個(gè)較重的原子核會(huì)分裂成兩個(gè)較輕的原子核和數(shù)個(gè)中子,例如鈾-235(Uranium)會(huì)分裂為鋇-144(Barium)和氪-90(Krypton)的原子核,在過程釋放能量,產(chǎn)生大約1000℃高溫,從而加熱渦爐中的水產(chǎn)生水蒸氣,再推動(dòng)渦輪產(chǎn)生電力。鈾-235核分裂時(shí),會(huì)放出兩至三個(gè)中子。如果附近有很多鈾-235核原子,這些中子便可以繼續(xù)令這種同位素分裂,從而造成連鎖反應(yīng),使能量釋放能不斷地持續(xù)下去。
在受控制的情況下,核裂變產(chǎn)的核能可以用來發(fā)電,是化石燃料以外的一大能源。但是,當(dāng)核裂變不受控時(shí),便會(huì)產(chǎn)生核事故,甚至演變成災(zāi)難。例如,1979年美國(guó)的三里島、1986年前蘇聯(lián)的切爾諾貝爾,以及2011年日本的福島。
在切爾諾貝爾事件中,由于裂變連鎖反應(yīng)失去控制,引起爆炸,令大量核輻射洩漏到四周。在這次意外中,31名工作人員死亡,500多人受傷,附近幾萬名居民必須疏散。放射塵經(jīng)由風(fēng)、空氣、水、土壤和農(nóng)作物擴(kuò)散到整個(gè)歐洲,影響的范圍廣泛,并且持續(xù)頗長(zhǎng)時(shí)間。
另外,核電站制造的核廢料具有放射性,處理和儲(chǔ)存這些核廢料時(shí),都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。核廢料必須送往處理工廠,有用的原料會(huì)從廢料中提取出來,剩余的廢料會(huì)儲(chǔ)存在鋼質(zhì)圓桶內(nèi),長(zhǎng)年埋在偏遠(yuǎn)地方的地底下。
為了解決能源危機(jī),以及避免核事故發(fā)生,美國(guó)、法國(guó)、日本多國(guó)早在1960年代開始研究利用釷(Thorium)元素來代替鈾元素進(jìn)行核裂變發(fā)電,但由于釷元素的腐蝕問題,導(dǎo)致研發(fā)技術(shù)緩慢。另外,因?yàn)殁櫾胤至殉鰜淼母碑a(chǎn)品钚元素能夠制造成核武器,具有戰(zhàn)略價(jià)值,以致鈾元素核電廠一直沿用至今。
然而,世界各國(guó)仍然繼續(xù)釷熔鹽反應(yīng)爐的研究,例如荷蘭核研究咨詢集團(tuán)(NRG)在2019年完成首次熔鹽核燃料輻射測(cè)試,而中國(guó)則在2021年7月公布一項(xiàng)商用熔鹽核電廠方案,上海應(yīng)用物理研究所計(jì)劃在沙漠地區(qū)建置100MW熔鹽核電廠。釷雖然也是放射性化學(xué)元素,但放射性遠(yuǎn)低于鈾,而且釷蘊(yùn)藏量更豐富,例如中國(guó)釷儲(chǔ)量為世界最大,能夠自給自足20000年。其次,釷元素的副產(chǎn)品也無法制造核武器,產(chǎn)生較少核廢料。再者,釷熔鹽核電廠不用水冷卻,能夠在內(nèi)陸沙漠地區(qū)設(shè)置,減少使用水資源和水質(zhì)污染。
在熔鹽反應(yīng)爐中,釷元素并非固體燃料棒,而是溶解于熔鹽。熔鹽在高溫下流過反應(yīng)爐,液態(tài)鹽充當(dāng)冷卻劑。如果不幸發(fā)生核洩漏事故,熔融釷也能迅速冷卻和凝固,減少輻射擴(kuò)散量,減少環(huán)境污染。中國(guó)計(jì)劃2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,因此身為排碳大國(guó),得加快腳步建置再生能源或其他低碳能源;2030年在甘肅武威沙漠地區(qū)建置第一座商用釷熔鹽反應(yīng)爐,目標(biāo)是在中國(guó)中部或西部沙漠和平原建設(shè)多個(gè)釷熔鹽反應(yīng)爐。
這個(gè)供電體系將朝著“西電東送”前進(jìn),即在人口較稀少的西部地區(qū)建置多個(gè)反應(yīng)爐,搭配風(fēng)力和太陽能發(fā)電場(chǎng)等能源,為人口密集的東部提供清潔而穩(wěn)定電力供應(yīng)。另外,這個(gè)計(jì)劃也打算應(yīng)用于“一帶一路”基建項(xiàng)目,為歐亞非大陸提供可持續(xù)的能源供應(yīng),構(gòu)建人類命運(yùn)共同體,共建共享共同的世界夢(mèng)。
免責(zé)聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機(jī)構(gòu)或其他網(wǎng)站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。本網(wǎng)所有信息僅供參考,不做交易和服務(wù)的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權(quán)或其它問題請(qǐng)及時(shí)告之,本網(wǎng)將及時(shí)修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。

